I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   24 ,   No .   2 N o v em b e r   2 0 2 1 ,   p p .   1 0 0 9 ~ 1 0 1 6   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 24 .i 2 . pp 1 0 0 9 - 1 0 1 6          1009       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Dro po ut ,   a   ba sic   a nd   effectiv e   regu la riza tion   metho d   for   a   dee p   lea rning   mo del:   ca se   study       B ra him   J a bir,   No ureddin e   F a lih   LIM ATI   Lab o ra to r y ,   S u lt a n   M o u lay   S li m a n e   Un iv e rsity ,   Be n i   M e l lal,   M o r o c c o       Art icle   I nfo     AB S T RAC T   A r ticle   his to r y:   R ec eiv ed   May   3 ,   2 0 2 1   R ev is ed   Sep   8 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   Sep   13 ,   2 0 2 1       De e p   lea rn in g   is   b a se d   on   a   n e t wo rk   of   a rti ficia l   n e u r o n s   in s p ir e d   by   t h e   h u m a n   b ra in .   T h is   n e two rk   is   m a d e   up   of   te n s   or   e v e n   h u n d re d s   of   " lay e rs"   of   n e u ro n s.   Th e   field s   of   a p p li c a ti o n   of   d e e p   lea rn i n g   a re   i n d e e d   m u lt ip le;   Ag ricu lt u re   is   one   of   th o se   field s   in   w h ich   d e e p   lea rn in g   is   u se d   in   v a ri o u s   a g ricu lt u ra l   p ro b lem s   (d ise a se   d e tec ti o n ,   p e st   d e tec ti o n ,   a n d   we e d   id e n ti fica ti o n ).   A   m a jo r   p ro b lem   with   d e e p   lea rn i n g   is   h o w   to   c re a te   a   m o d e l   th a t   wo rk s   we ll ,   not   o n ly   on   t h e   lea rn in g   se t   b u t   a lso   on   t h e   v a li d a ti o n   se t.   M a n y   a p p ro a c h e s   u se d   in   n e u ra l   n e two rk s   a re   e x p li c it l y   d e sig n e d   to   re d u c e   o v e rfit ,   p o ss ib l y   at   t h e   e x p e n se   of   in c re a sin g   v a li d a ti o n   a c c u ra c y   a n d   trai n in g   a c c u ra c y .   In   th is   p a p e r,   a   b a sic   t e c h n iq u e   ( d r o p o u t )   is   p r o p o se d   to   m in imiz e   o v e rfit ,   we   i n teg ra ted   it   in t o   a   c o n v o l u ti o n a l   n e u ra l   n e two r k   m o d e l   to   c las sify   we e d   sp e c ies   a n d   se e   how   it   imp a c ts   p e rfo rm a n c e ,   a   c o m p lem e n ta ry   so l u ti o n   ( e x p o n e n ti a l   li n e a r   u n it s )   a re   p ro p o se d   to   o p t imiz e   th e   o b tain e d   r e su lt s.   Th e   re su lt s   sh o we d   t h a t   t h e se   p r o p o se d   so l u ti o n s   a re   p ra c ti c a l   a n d   h ig h l y   a c c u ra te,   e n a b li n g   us   to   a d o p t   th e m   in   d e e p   lea rn in g   m o d e ls.     K ey w o r d s :   C NN   Deep   lear n in g   Dr o p o u t   Ma ch in e   lear n in g   R eg u lar izatio n   T h is   is   an   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r   th e   CC   BY - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B r ah im   J ab ir   L I MA T I   L ab o r ato r y   Su ltan   Mo u lay   Sli m an e   Un iv e r s ity   Mg h ila,   BP   592   B en i   Me llal,   Mo r o cc o   E m ail:   ib r a. jab ir @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Ma ch in e   lear n in g   an d   d ee p   le ar n in g   a r e   p a r t   of   ar tific ial   in t ellig en ce .   T h ese   ap p r o ac h es   b o th   r esu lt   in   em p o we r in g   co m p u ter s   to   m ak e   in tellig en t   d ec is io n s .   Ho wev er ,   d ee p   lear n in g   is   a   s u b c ateg o r y   of   m ac h in e   lear n in g   b ec au s e   it   r elies   on   u n atten d ed   lear n i n g ,   wh ich   is   a   f o r m   of   lear n in g   b ase d   on   m ath em atica l   ap p r o ac h es   u s ed   to   m o d el   d ata   [ 1 ] .   Deep   lear n in g   ap p li ca tio n s   ar e   u s ed   in   v ar io u s   s ec to r s   lik e:   im ag e   r ec o g n itio n ,   au t o m atic   tr an s l atio n ,   au to n o m o u s   ca r ,   m ed ical   d iag n o s is ,   p e r s o n alize d   r ec o m m e n d atio n s ,   au to m atic   m o d er atio n   of   s o cial   n etwo r k s ,   f in an cial   p r ed ictio n   an d   au to m ate d   tr ad in g ,   id en tific atio n   of   d ef ec tiv e   p ar ts .   T h e   f ield   th a t   in ter ests   us   an d   in   wh ich   we   h av e   ex p e r im en ted   is   “a g r icu ltu r e”   [ 2 ] ,   [ 3 ] ,   in d ee d ,   we   ca n   u s e   it   f o r   th e   d etec tio n   of   wee d s ,   wate r   m a n a g em en t,   de tectio n   of   i n s ec ts   an d   d is ea s es.     Deep   lear n in g   is   a   n etwo r k   th at   is   m ad e   up   of   ten s   or   ev e n   h u n d r ed s   of   “lay er s   of   n eu r o n s ,   each   r ec eiv in g   an d   in ter p r etin g   in f o r m atio n   f r o m   th e   p r ev i o u s   lay er   [ 4 ] .   A   s et   of   th eo r ies   an d   m o d els   h av e   b ee n   b r o u g h t   in   ex is ten ce .   T h eir   u n if ied   g o al   is   to   r ea c h   h i g h er   ac cu r ac y   lev els   th at   can   be   ap p lied   to   s o lv e   p r o b le ms   in   s ev er al   f ield s ,   a g r icu ltu r al,   in d u s tr ial,   h ea lth .   T h is   f ield   alwa y s   r em ain s   a   s u b ject   of   r esear c h .   T h o u s an d s   of   ex p e r im en ts   a n d   th o u s an d s   of   s cien tific   p ap er s   h av e   b ee n   p r o d u ce d   in   d ee p   lear n in g   a n d   m ac h in e   lear n in g   in   all   a p p li ca tio n   f ield s   in   r ec en t   y ea r s .   Ho wev er ,   t h e   r esear c h   d o o r   is   s till   o p en   wh er e   s cien tis t s   ar e   s till   tr y in g   to   r ea ch   b etter   m o d els   th at   can   g ain   an   im p o r tan t   d e g r ee   of   lear n i n g .   T h e y   ar e   t r y in g   to   d is co v er   all   th e   s ettin g s   th at   af f ec t   it,   s tar tin g   f r o m   d ata   co llectio n ,   th r o u g h   its   p r ep a r atio n   an d   p u r if icatio n ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 1 0 0 9   -   1 0 1 6   1010   to   th e   o u tp u t.   Pre p ar in g   a   d ee p   lear n in g   m o d el   th at   can   r ea c h   a   g o o d   p er f o r m an ce   is   a   tr o u b leso m e   is s u e   [ 5 ] .   A   m o d el   with   to o   little   ca p ac ity   ca n n o t   g ain   p r o f icien c y   with   th e   p r o b lem ,   wh ile   a   m o d el   with   an   ex ce s s   of   ca p ac ity   can   lear n   it   ex ce s s iv ely   well   an d   o v er f itti n g   [ 6 ] .   S e v e r a l   a p p r o a c h e s   a p p e a r e d   to   r e d u c e   t h e   g e n e r a l i z a t i o n   o v e r f i t   t u r n   a b o u t   u s i n g   a   l a r g e r   m o d e l   t h a t   m a y   be   i m p o r t a n t   to   u t i l i z e   r e g u l a t i o n   d u r i n g   t r a i n i n g   t h a t   k e e p s   t h e   w e i g h t   of   t h e   m o d e l   l i t t l e .   T h e s e   s t r a t e g i e s   d i m i n i s h   o v e r f i t t i n g ,   y e t   t h e y   can   l i k e w i s e   p r o m p t   f a s t e r   m o d e l   o p t i m i z a t i o n   a n d   b e t t e r   p e r f o r m a n c e .   A m o n g   t h e s e   t e c h n i q u e s   [ 7 ] ,   we   can   d i s t i n g u i s h   e m p i r i c a l   m e t h o d s   ( d r o p o u t ,   d r o p c o n n e c t ,   s t o c h a s t i c   p o o l i n g )   a n d   e x p l i c i t   s t r a t e g i e s   ( w e i g h t   d e g r a d a t i o n ,   n e t w o r k   s i z e   a d j u s t m e n t )   [ 8 ] .   S t i l l ,   t h e s e   m e a n s   m u s t   be   s u b j e c t   to   c o n t r o l s   a n d   r u l e s   t h a t   we   w i l l   t r y   to   d i s c u s s .   In   t h i s   a r t i c l e ,   we   w i l l   t r a i n   a   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   on   our   p r e p a r e d   d a t a s e t ,   d i s c u s s   o v e r f i t t i ng   in   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s   ( C N N )   t r a i n i n g ,   p r o p o s e   a   r e g u l a r i z a t i o n   s o l u t i o n ,   a n d   c o n c l u d e   w i t h   a   c o m p l e m e n t a r y   s o l u t i o n ,   w h i c h   m a k e s   it   p o s s i b l e   to   r e i n f o r c e   a n d   o p t i m i z e   t h e   r e s u l t s   o b t a i n e d .       2.   M AT E R I E L   AND   M E T H O DS   In   th is   s tu d y ,   we   u s ed   a   s et   of   tech n i q u es   an d   m eth o d s   t h at   h av e   a   d ir ec t   r elatio n s h ip   with   d ee p   lear n in g ,   wh er e   we   u s ed   t h e   lib r ar ies   of   Ker as   an d   T en s o r f lo w   f o r   Py th o n   in   o r d er   to   b u ild   an d   tr ai n   our   m o d el,   we   u s ed   T e n s o r b o ar d   to   ev alu ate   its   p er f o r m an ce ,   we   u s ed   a   d ataset   to   co n d u ct   th e   tr ain in g   [ 9 ] .   We   will   d is cu s s   th e   r eg u lar izatio n   m eth o d s   u s ed   d u r in g   th is   s tu d y   to   p r e v en t   tr ai n in g   o v er f it,   an d   we   will   tr y   to   s tan d   at   each   one   d u r in g   th e   f o llo win g   p ar ag r ap h s .     2 . 1 .      T o o ls   a nd   lib ra ries   We   h a v e   u s e d   T e n s o r f l o w   a n d   K e r a s   l i b r a r i e s   f o r   our   e x p e r i m e n t a t i o n .   T e n s o r f l o w   is   an   o p e n - s o u r c e   p l a t f o r m   f o r   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   ( AI ) .   It   h a s   an   e x t e n s i v e ,   a d a p t a b l e   e n v i r o n m e n t   of   d e v i c e s   a n d   l i b r a r i e s   [ 1 0 ] .   T h i s   t o o l   h e l p e d   us   to   b u i l d   our   C N N   m o d e l .   K e r a s   is   t he   m o s t   w i d e l y   u s e d   P y t h o n   t o o l   in   t h e   w o r l d   f o r   d e e p   l e a r n i n g .   T h i s   o p e n - s o u r c e   l i b r a r y ,   c r e a t e d   by   F r a n ç o i s   C h o l l e t ,   e a s i l y   a n d   q u i c k l y   c r e a t e s   n e u r a l   n e t w o r k s   b a s e d   on   t h e   m a i n   f r a m e w o r k s   ( T e n s o r f l o w ,   P y t o r c h   a n d   M X N E T )   [ 1 1 ] .   E v a l u a t i o n   of   t h e   m o d e l   is   d o n e   on   t h e   T e n s o r b o a r d   t o o l ,   w h i c h   is   a   t o o l   to   v i s u a l i z e   t h e   o b t a i n e d   r e s u l t s .   It   a l s o   a l l o w s   us   to   v i e w   t h e   s t r u c t u r e   of   t h e   m o d e l   as   a   g r a p h   [ 1 2 ] .   It   is   l a u n c h e d   f r o m   a   t e r m i n a l   c o m m a n d   ( t e n s o r b o a r d   -- l o g d i r   =   f o l d e r / ) .     2 . 2 .      D a t a s et   T h e   d ataset   is   one   of   th e   s i g n if ican t   f ac to r s   af f ec tin g   th e   q u ality   of   th e   tr ain in g   m o d els,   an d   wh en ev er   we   h av e   a   lar g e   d ataset   well   p r ep ar ed ,   we   h av e   h ig h   tr ain in g   ac c u r ac y   [ 1 3 ] .   T h e   d ataset   u s ed   d u r in g   th is   ex p e r im en t   is   a   d a taset   th at   we   p r ev io u s ly   u s ed   d u r in g   a   s tu d y   on   o b ject   d ete ctio n   th at   id e n tifie s   wee d s   u s in g   C NN   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   It   co n tain s   1 9 3 2   im ag es   of   f o u r   t y p es   of   wee d s   as   s h o wn   in   F ig u r e   1;   th ese   im ag es   ar e   co llected   in   wh ea t   f ield s   with   a   p r o f ess io n al   ca n o n   ca m er a   E OS   7 0 0 D.   T h at   o f f er   lar g e   d atasets   in   d if f er en t   d o m ain s   in ten d ed   f o r   th e   d ata   s cien ce   co m m u n i ty   u s ed   to   ac h iev e   d ata   s cien ce   g o als.   We   m ad e   m o d if icatio n s   to   th ese   im ag es   ( r esize,   co n tr ast  an d   tile ) .   We   also   ad d ed   d ata - au g m en tatio n   tech n iq u es   ( cr o p ,   r o tatio n   an d   f lip )   to   p r o d u ce   more   tr ain in g   im a g es   th at   can   r aise   th e   m o d el' s   ac cu r ac y   [ 1 6 ] .   We   now   h a v e   ar o u n d   3 0 0 0   im a g es   b elo n g in g   to   f o u r   d i f f er en t   class es.             Fig u r e   1 .   T h e   d ataset   s am p les       2 . 3 .       Re g ula riza t io n   T h e   FC   lay er s   ( f u lly   co n n ec t ed )   tak e   up   m o s t   of   C NN' s   m em o r y .   Mo r eo v er ,   th e   co n c ep t   of   FC   cr ea tes   an   e x p o n en tial   m em o r y   p r o b lem   ca lled   "o v e r f itti n g "   ( "o v er - c o n n ec tio n "   lead i n g   to   o v e r - lear n in g ) ,   s lo win g   d o wn   th e   p r o ce s s in g   of   in f o r m atio n ,   wh ic h   p u s h es   th e   m o d el   to   f it   t o o   well   to   t h e   tr ain in g   s et,   b u t   d if f icu lt   to   g en e r alize   to   n ew   ex am p les   th at   wer e   not   in   th e   tr ain in g   s et.   In   an o th er   way ,   th e   m o d el   p e r ce iv es   s p ec if ic   im ag es   in   th e   tr ain in g   s et   r ath er   th an   g e n er al   p atte r n s   an d   th e   tr ain in g   ac cu r ac y   will   be   h ig h er   th an   th e   v alid atio n   [ 1 7 ] .   R eg u lar iza tio n   is   a   p r o ce s s   aim ed   at   av o i d in g   t h is   p r o b lem   of   o v er - lear n in g ,   wh ich   r esu lts   f r o m   an   e x ce s s iv e   ad ap tatio n   of   th e   m o d el   to   t h e   tr ain in g   d ata   [ 1 8 ] .   T h er e   ar e   r e g u lar izatio n   m eth o d s   to   r ed u ce   th e   o v e r f itti n g   class if ied   b etwe en   e m p ir ical   an d   e x p licit   m eth o d s   as   s h o wn   in   T a b le   1 .   We   f o cu s   on   d r o p o u in   th is   p a p er   an d   tr y   with   a   s u itab le   s o lu tio n   to   o p tim ize   th e   m o d el.   T h d r o p o u is   u s ed   to   r an d o m ly   "tu r n   o f f o r   "ig n o r e"   n eu r o n s   ( with   a   p r e d ef in ed   p r o b a b ilit y ,   o f ten   ev er y   o th er   n e u r o n )   as  well   as  p er ip h er al  n eu r o n s .   W h en   n e u r o n s   a r r a n d o m ly   "t u r n ed   o f f f r o m   t h n etwo r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Dro p o u t,  a   b a s ic  a n d   effec tive  r eg u la r iz a tio n   meth o d   fo r   a   d ee p   lea r n in g   mo d el:   A   c a s s tu d ( B r a h im  J a b ir )   1011   d u r in g   lea r n in g ,   th o th e r   n e u r o n s   will  h av to   s tep   in   a n d   h an d le  th r ep r esen tatio n   r eq u ir ed   t o   m ak e   p r ed ictio n s   f o r   th e   m is s in g   n e u r o n s   [ 2 5 ] .   T h u s ,   with   f ewe r   n eu r o n s ,   th e   n etwo r k   is   m o r e   r esp o n s iv a n d   ca n   lear n   f aster .   At  th e   en d   o f   th lear n in g   s ess io n ,   th e   "tu r n e d   o f f n eu r o n s   ar e   "tu r n ed   b ac k   o n ( with   th eir   o r ig in al  weig h ts ) .   T h clo s er   th f u lly - co n n ec ted   lay er   is   to   th s o u r ce   im ag e,   th f ew er   n eu r o n s   will  b e   ex tin g u is h ed   as sh o wn   in   Fig u r 2 .     Du r in g   th lear n in g   p h ase,   f o r   ea ch   iter atio n ,   n eu r o n   is   k ep with   p r o b ab ilit y   p .   Oth e r wis e,   it  i s   d elete d .   Du r in g   th test   p h ase ,   all  n eu r o n s   ar k e p t,  s o   we  wan th n eu r o n s '   o u tp u ts   at  th tim o f   test in g   to   b th e   s am as  th eir   o u t p u ts   at  th tim o f   lear n in g .   Fo r   e x am p le,   i n   th e   ca s wh er e   th v alu e   o f   d r o p o u -   0 . 2 5 ,   n eu r o n s   m u s r ed u ce   t h e ir   p r o d u ctio n   ( o u tp u t)   b y   2 5 %   at  th tim o f   th test   to   h av e   th s am o u t p u as  d u r in g   th tr ain in g .         T ab le  1 .   R eg u lar izatio n   m eth o d s   M e t h o d   Em p i r i c   M e t h o d   E x p l i c i t   D r o p o u t   [ 1 9 ]   W e i g h t   d e g r a d a t i o n   [ 2 2 ]   D r o p C o n n e c t   [ 2 0 ]   A d j u st   t h e   n e t w o r k   s i z e   [ 2 3 ]   P o o l i n g   st o c h a st i q u e   [ 2 1 ]   B a t c h   n o r ma l i z a t i o n   [ 2 4 ]           ( a)   ( b )     Fig u r e   2 .   Ap p ly in g   d r o p o u to   p r ev en t   n eu r al   n etwo r k s   f r o m   o v er f itti n g   [ 2 6 ] ; ( a)   s tan d a r d   n eu tr al   n et   a n   ( b )   a f ter   ap p ly i n g   d r o p o u t       2 . 4 .      M o del   a rc hite ct ure   Ou r   g o al   d u r i n g   th is   s tu d y   is   to   d is co v er   th e   r eg u lar izatio n   m eth o d s   an d   h o w   d r o p o u is   an   im p o r tan t   f ac to r   th at   elim in ates   o v er f itti n g ;   f o r   th is ,   we   im p lem en te d   a   s im p le   C NN   m o d el   an d   d ef in ed   th eir   lay er s   an d   h y p er p ar am eter s   in   o r d er   to   t r ain   th em   on   o u r   p r e p ar ed   d a taset   [ 2 7 ] .   T h e   a r ch itectu r e   u s ed   in   th is   s tu d y   is   s tr u ctu r ed :   C o n v     Po o l     C o n v   FC     Ou tp u t   as   s h o wn   in   Fig u r e   3 .   First,   we   d id   not   in teg er   d r o p o u to   an aly ze   th e   r esu lts   b ef o r e   an d   af ter   d r o p o u t .   T h e   m o d el   is   r u n   on   20   e p o ch s   a n d   g a v e   us   r esu lts   th at   will   be   d is cu s s ed   in   th e   n ex t   s ec tio n .             Fig u r e   3 .   Mo d el   ar ch itectu r e   b ef o r e   d r o p o u m eth o d       3.   RE SU L T   AND   DI SCUS SI O N   We   r u n   th e   m o d el   on   o u r   d ata s et   in   20   s tep s   u s in g   Py th o n .   T h e   r esu lts   o b tain e d   ar e   v is u al ized   on   th e   T en s o r b o ar d   to o l.   T h e   v alid atio n   of   th e   m o d el   is   to   ev alu ate   th e   ca p ac ity   of   th e   tr ai n ed   m o d el   to   g en er alize   to   n ew   s am p les.   T h e   ac cu r ac y   of   th e   tr ain in g   was   also   u s ed   as   an   esti m ato r   f o r   r an k in g   t h e   m o d el   in   a   v ar iab le   s elec tio n   ap p r o ac h .   T he   F ig u r e   4   s h o ws   th e   r esu lts   of   th e   t r a in in g ,   r e p r esen ted   by   th e   o r an g e   an d   b lu e   cu r v es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 1 0 0 9   -   1 0 1 6   1012   T h e   g a p   b etwe en   th e   v alid at io n   ac cu r ac y   ( o r a n g e   c u r v e )   an d   th e   tr ain in g   ac c u r ac y   ( b l u e   cu r v e)   d em o n s tr at es   th e   q u an tity   of   o v er f itti n g   as   s h o wn   in   Fig u r e   4 .   T wo   p o ten tial   ca s es   h av e   ap p ea r ed   in   th e   ch ar t.   T h e   o r a n g e   cu r v e   ( v alid atio n   ac cu r ac y )   s h o ws   ex ce p tio n all y   little   ap p r o v al   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   t h e   tr ain in g   ac cu r ac y .   Sh o win g   h ig h   o v er f itti n g   im p lies   we   n ee d   to   r eg u lar ize   th e   m o d el   with   tech n iq u es   ( d r o p o u f o r   our   ca s e)   an d   g ath er   m o r e   in f o r m atio n .   T h e   s ec o n d   c o n ce iv ab l e   ca s e   is   wh en   th e   v alid atio n   ac cu r ac y   tr ac k s   th e   tr ain in g   ac c u r ac y   g e n u in ely   w ell   [ 2 8 ] .   T h is   ca s e   d e m o n s tr at es   th at   th e   m o d el   ca p ac ity   is   n o t   s u f f icien tly   h ig h .   It   got   us   th in k in g   ab o u t   m a k in g   th e   m o d el   lar g er   by   ex p a n d in g   th e   n u m b er   of   p ar am et er s .   T h e   f o llo win g   s ec tio n   s h o ws   us   th e   s o lu tio n s   p r o p o s ed   to   elim in ate   o v er f itt in g   an d   ac h iev e   b etter   p er f o r m an ce .     3 . 1 .      Dr o po ut   s o lutio n   T h e   f o llo win g   m o d el   is   th e   s am e   ar ch itectu r e   but   r e g u lar ize d   with   th e   tech n iq u e   of   d r o p o u t .   Dr o p o u t   0 . 5   m ea n s   th at   each   o u tp u t   n e u r o n   f r o m   th f u lly - co n n ec ted   lay er   h as   a   50%   ch a n ce   of   b ei n g   k e p t.   Mo r e o v er ,   an o th er   d r o p o u lay er   at   th e   ex it  o f   th f ir s d en s with   th p r o b a b ilit y   of   2 5 %.   Dr o p o u t   0 . 7 5   was   also   p lace d   af ter   th e   p o o lin g   p h ase   as   s h o wn   in   F ig u r e   5.   T h is   tech n iq u e   r an d o m ly   d ea ctiv ates   n e u r o n s   in   o u r   n etwo r k   so   th at   it   is   r ed u n d a n t   an d   ca n   f in d   n ew   way s   to   s o lv e   th e   o v e r f i ttin g   p r o b lem .   Fro m   T en s o r b o ar d ,   we  g et  th g r ap h   o f   tr ain i n g   ac c u r ac y   a n d   v alid atio n   ac c u r ac y ,   af ter   t r ain in g   o f   o u r   m o d if ie d   m o d el   ab o v e q u ip p e d   with   d r o p o u t .   T h Fig u r 6   s h o ws  th e   ev o lu tio n   o f   th e   v alid atio n   r ep r esen ted   b y   th e   b lu e   cu r v e,   an d   t h ev o lu tio n   o f   th tr ain i n g   r e p r esen ted   b y   th e   o r a n g cu r v e,   t h ese  r esu lts   ar ex p lain e d   in   th n e x p a r t.   Fro m   th r esu lts ,   we  ca n   im m ed iately   s ee   th at  th m o d el  wit h   d r o p o u ac h iev es   g o o d   p er f o r m an ce .   W ith   m o d el  2 ,   th v alid atio n   c u r v e   ( o r an g e)   tr ac k s   th at  o f   th tr ai n   ( b lu e) ,   wh ich   m ea n s   o v er f itti n g   is   q u ick ly   m in im iz ed   ev en   with   f ewe r   n eu r o n s   d u r in g   lear n in g   ( th ef f ec o f   d r o p o u t) .   T h is   ef f ec t   ca n   b s ee n   in   th p r ec is io n   w h er th p er ce n tag o f   g o o d   cl ass if icatio n   r ea ch ed   an d   6 0 % a f t er   6   ep o c h s .   T h is   p r ec is io n   co n tin u es  to   in cr ea s s lo wly ,   r ea ch in g   8 5 af ter   2 0   ep o ch s .   W ca n   r elea s th a th ea s ie s way   to   lim it  o v er f itti n g   is   to   in tr o d u c th d r o p o u tech n iq u e.   T h l o ca tio n   o f   t h is   tech n iq u ( d r o p o u t)   ca n   in f lu en ce   th r esu lts ,   ev en   if   we  ca n   b e   ap p lied   f o r   ea c h   lay er   o f   th n etwo r k   o r   af ter   s elec ted   lay er s ,   s o   we  h a v to   tr y   d if f er en co m b in atio n s   to   g et   th b est  r esu lts .   Al s o ,   th f ix ed   d r o p o u p r o b a b ilit ies  d ir ec tly   in f lu en ce   th e   o v er f itti n g .   T h g a p   wer p ar tially   r ed u ce d   h o wev er ,   it  n e ed s   m o r r e g u lar izatio n   a n d   n ee d   im p r o v in g   th e   ab ilit y   o f   th e   m o d el  to   g en er alize .   T h p r o p o s ed   s o lu tio n   f o r   th ese  p r o b le m s   will  b d i s cu s s ed   in   th n ex t   s ec tio n .                   Fig u r 4 .   T r ain in g   a n d   v alid atio n   ac cr u r ac y   Fig u r 5 .   Mo d el  ar ch itectu r a f ter   d r o p o u m eth o d           Fig u r e   6.   T r ain in g   a n d   v alid atio n   ac cr u r ac y   af te r   d r o p o u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Dro p o u t,  a   b a s ic  a n d   effec tive  r eg u la r iz a tio n   meth o d   fo r   a   d ee p   lea r n in g   mo d el:   A   c a s s tu d ( B r a h im  J a b ir )   1013   3 . 2 .       O ptim iza t i o n   T h e   d r o p o u tech n iq u e   r esu lts   ar e   in ter esti n g ,   but   o v er f it   is   e lim in ated ,   an d   th e   ac cu r ac y   n ee d s   to   be   b o o s ted   ev en   m o r e.   Fo r   th is ,   we   will   p r o p o s e   an   o p tim iz atio n   s o lu tio n   th at   can   be   ac co m p an ied   with   th e   d r o p o u tech n iq u e.   In   t h is   p ar t,   we   will   d is cu s s   a   s o lu tio n   f o r   o p tim izin g   th e   r esu lts   o b ta in ed   b ased   on   th e   ac tiv atio n   f u n ctio n .   C u r r e n tly ,   th e   m o s t   p o p u lar   ac tiv atio n   f u n ctio n   f o r   n e u r al   n etwo r k s   is   ( R eL u ) .   T h e   R eL u   ( r ec tifie d   lin ea r   u n it)  ac tiv ati o n   f u n ctio n   is   th e   id en tity   f o r   p o s itiv e   in p u ts   an d   ze r o es   o t h er wis e.   T h e   m ain   ad v an tag e   of   R eL u   is   th at   it   s o lv es   th e   v an is h in g   g r ad ien t   p r o b lem .   Ho wev er ,   t he   F ig u r e   7   s h o ws   th at   th e   R eL u   ( p in k   cu r v e)   is   not   n eg ativ e   an d   th er ef o r e   h as   an   av e r ag e   ac tiv atio n   g r ea te r   th an   z er o .   Un its   th at   h av e   an   av e r ag e   ac ti v atio n   o th er   th an   ze r o   act   as   a   b ias   f o r   th e   n ex t   lay er .   If   th ese   u n its   do   n o t   ca n ce l   ea c h   o th er   o u t,   th e   tr ain in g   ca u s es   a   b ias   s h if t   f o r   th e   u n its   in   th e   n e x t   lay er .   E x p o n e n tial  lin ea r   u n its   ( ELU )   lik e   R eL u ,   ad d r ess es   th e   v an is h in g   g r ad i en t   p r o b lem   with   id en tity   f o r   p o s itiv e   in p u ts .   T h e   s am e   f ig u r e   in d icate s   th at,   co m p ar ed   to   R eL u ,   ELU   ( p u r p le   cu r v e )   im p r o v es   lear n in g   b ec au s e   it   h as   n eg ativ e   v alu es   th at   allo w   it   to   p u s h   th e   av er ag e   u n it   ac tiv atio n s   clo s er   to   ze r o ,   wh ich   s p ee d s   up   lear n in g   an d   lead s   to   b etter   p r ec is io n   in   class if icatio n .   T h e   ELU   f u n ctio n   is   d ef in ed   in   th e   p y th o n   c o d e   with   th e   f o llo win g   lin e   «   K era s . la ye r s . E LU( a lp h a =1 . 0 )   ».   As   p er   th e   ( 1 ) ,   T h e   ELU   f u n ctio n   with   0   <   α   is ,       ( ) = {   > 0 ( e xp ( ) 1 )      0   ( 1 )     We   will   in tr o d u ce   ELU   in   o u r   n etwo r k   a n d   k ee p   o th er   lay er s   an d   th eir   o r d er   as   in   t h e   p r ev i o u s   m o d el,   th en   th e   ar c h itectu r e   s h o ws   in   Fig u r e   8 .   We   h av e   tr a in ed   th e   n ew   m o d el   on   20   e p o ch s .   We   th en   o b tain   th e   r esu lts   of   F ig u r e   9.   We   w ill   co m p ar e   th e   R eL U   m o d el   as   s h o wn   in   F ig u r e   5   an d   th at   of   th e   ELU   m o d el   p er f o r m an ce s   as   s h o wn   in   F ig u r e   8   a n d   s ee   wh at   ch a n g es   will   o cc u r .           Fig u r 7 .   R elu   an d   E L (   el u ,   alp h a= 1 )               Fig u r 8 .   R ep lacin g   th ac tiv a tio n   f u n ctio n   R eL u   b y   ELU   Fig u r 9 .   L ea r n in g   ev o lu tio n   o f   th E L m o d el       T h e   ab o v e   g r ap h   s h o ws   th e   ab ilit y   of   ELU   to   g en er alize   wh er e   th e   s co r e   of   9 7 %   is   r ea ch ed   af ter     20   ep o ch s .   We   th en   r ea lize   th at   th e   ELU   ac tiv atio n   f u n ct io n   ac ce ler ates   lear n in g   co m p ar ed   to   R eL u   an d   im p r o v es   th e   n etwo r k ' s   ab ilit y   to   g en er alize .   ELU   k ee p s   s o m e   of   th e   p o s itiv e   th in g s   to   f i x   s o m e   of   th e   R eL U   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 1 0 0 9   -   1 0 1 6   1014   f u n ctio n   p r o b lem s   [ 2 9 ] .   T h er e   ar e   s ev er al   in ter p r etatio n s   of   t h ese   tech n iq u es,   an d   th e r e   ar e   m an y   r ea s o n s   wh y   th ey   ar e   p r ac tical   an d   e f f ec tiv e   s o lu tio n s :   -   T h e   d r o p o u ca n   be   in ter p r ete d   as   a   s am p lin g   of   a   n e u r al   n etwo r k   in   th e   co m p lete   n eu r al   n etwo r k   an d   u p d ate   o n ly   th e   p ar am eter s   of   th e   s am p led   n etwo r k .   T h e   d if f er en ce   is   th at   th ese   s u b n ets   s h ar e   s ettin g s .   -   Oth er s   s ee   d r o p o u as   a   f o r m   of   d ata   au g m e n tatio n   by   ar ti f icially   co r r u p tin g   t h e   en tr ies   in   each   lay er .   T h is   g r ea tly   e x p an d s   th e   n u m b er   of   ex a m p les   th e   m o d el   will   u s e   wh en   t r ain in g   to   h elp   p r o tect   ag ain s t   o v er f itti n g .   -   An o th er   in ter p r etatio n   is   th at   th is   is   a   f o r m   of   b ag g in g   in   wh ich   a   s et   of   p atter n s   is   o n ly   tr ain ed   on   a   s m all   s u b s et   of   d ata.   -   E L ad d r ess es   th e   v an is h in g   g r ad ien t   p r o b lem   with   id en tity   f o r   p o s itiv e   in p u ts .     -   ELU   im p r o v es   lear n in g   b ec a u s e   it   h as   n eg ativ e   v alu es   th at   a llo w   it   to   p u s h   th e   u n it' s   av er a g e   ac tiv atio n s   clo s er   to   ze r o ,   w h ich   s p ee d s   up   lear n in g   an d   lea d s   to   b etter   p r ec is io n   in   class if icatio n .   No w   we   h av e   o b tain e d   o u r   f in al   m o d el   wh er e   th e   d r o p o u a n d   ELU   ar e   two   ess en tial   p ar a m eter s   th at   ef f ec tiv ely   r ed u ce   o v er f itti n g   an d   in cr ea s e   p er f o r m an ce .   Sin ce   we   p lan   to   g et   th e   m o s t   out   of   our   n etwo r k ,   we   p lan   to   let   th e   lear n in g   go   on   f o r   a   v er y   l o n g   tim e   an d   b ac k   up   t h e   s ettin g s   at   each   ep o ch   u n til   th er e   is   no   f u r th er   im p r o v e m en t   in   p er f o r m an ce   ac r o s s   th e   d ata.   Fin ally ,   we   can   s ay   th at   id en tify in g   o v er f itti n g   is   u s ef u l,   y et   it   d o es   not   tac k le   th e   is s u e.   L u ck ily ,   we   h av e   more   ch o ic es   to   attem p t   in   ad d itio n   to   d r o p o u t   an d   ELU   a n d   th e   o th er   r eg u lar izatio n   m eth o d s .   T h o s e   o th er   m eth o d s   also   can   lim it   o v er f itti n g   an d   in cr ea s e   th e   ac cu r ac y ,   we   cite:   -   C r o s s - v alid atio n :   Utilize   th e   i n itial   tr ain in g   d ata   to   p r o d u ce   n u m er o u s   more   m i n o r   th an   e x p ec ted   tr ain - test   s p lit s .   Utilize   th ese   p ar ts   to   tu n e   th e   m o d el   [ 3 0 ] .   -   I n cr ea s e   th e   d atab ase   s ize:   T r ain   th e   m o d el   with   f u r th er   d ata   can   i m p r o v e   al g o r ith m s   to   id en tif y   t h e   s ig n al   b etter   [ 3 1 ] .   -   E ar ly   s to p p in g :   co n s is ts   of   s to p p in g   t h e   tr ain in g   s tep   as   s o o n   as   th e   v alid atio n   lo s s   r ea ch e s   a   p latea u   or   in cr ea s es   [ 3 2 ] .   -   B atch   n o r m aliza tio n :   E ac h   l ay er   o b s er v es   in p u ts   p r o d u c ed   by   lay e r s   p r ec ed in g   it.   It   wo u ld   be   ad v an tag e o u s   to   be   ce n ter ed   a n d   r ed u ce d   in p u ts   f o r   each   lay er   [ 3 3 ] .   -   Glo b al  av er ag p o o lin g   ( GAP )   was   p r o p o s ed   to   r ep lace   th e   m u lti - lay er ed   p er ce p tr o n   p a r t.   T h e   id ea   is   to   g en er ate   a   f ea tu r e   m ap   f o r   ea c h   co r r esp o n d i n g   ca teg o r y .   I n s t ea d   of   ad d in g   a   p er ce p tr o n   a f t er   th e   f ea t u r e   m ap s ,   we   tak e   th e   av er a g e   of   each   of   th em ,   an d   th e   r esu lt   is   in s er ted   in to   th e   So f tm ax   f u n ctio n .   An   ad v an tag e   of   GAP   o v er   p er ce p tr o n   lay e r s   is   th at   th er e   ar e   no   p ar am eter s   to   be   tr ain ed ;   t h er ef o r e,   o v er - lear n in g   is   av o i d ed   [ 3 4 ] .       4.   CO NCLU SI O N   C NN   is   a   m u lti - lay er ed   n e u r al   n etwo r k   t h at   is   u s ed   in   p atter n   an d   im ag e   r ec o g n itio n   p r o b lem s .   Ma n y   p r o b lem s   en c o u n te r ed   d u r in g   lear n in g   af f ec t   th e   m o d el   p er f o r m an ce   an d   n e g ativ e ly   in f lu en ce   r esu lts   o b tain ed ;   am o n g   th ese   p r o b le m s ,   we   f in d   o v er f itti n g ,   w h ich   h ap p en s   wh e n   a   m o d el   lear n s   th e   d etail   an d   n o is e   in   th e   tr ain in g   d ata.   In   our   wo r k ,   we   u s ed   a   C NN   f o r   im ag e s   class if icatio n ,   an d   we   tr ain e d   it   on   a   d ataset,   we   d is co v er   th e   p r o b lem   of   o v e r f itti n g   wh e n   tr ain i n g   it,   an d   th en   we   p r o p o s ed   d r o p o u as   a   r eg u lar izatio n   tech n iq u e   th at   p r e v en ts   to   o v er f it   p r o b lem .   T h e   r esu lts   s h o wed   th at   th e   ch o ice   of   th e   p r o b ab ilit y   of   d r o p o u t   an d   its   p lace   s ig n if ican tly   in f l u en ce s   r esu lts .   B u t   th e   r esu lts   ar e   not   s u f f icien t   f o r   th at   we   s u g g ested   ad d i n g   an   ELU   f u n ctio n   to   o p tim ize   th e   ac cu r ac y .   I n d ee d ,   it   p o s itiv el y   af f ec ted   th e   r esu lts ,   en ab lin g   us   to   r ed u ce   th e   o v er f it   an d   r ea ch   97%   ac cu r a cy .   In   f u tu r e   wo r k ,   we   will   s tu d y   th e   o th er   tec h n iq u es   th at   ad d r ess   o v er f itti n g   an d   b r in g   o u t   b etter   r esu lts .   T h ey   will   be   r ec o r d e d   an d   l o ad ed   in t o   an   in tellig en t   r asp b er r y - b ased   s y s tem ,   en ab lin g   th e   r ea l - tim e   id e n tific atio n   of   wee d s   in   th e   a g r icu ltu r al   en v ir o n m e n t   an d   allo win g   th em   to   be   s p r ay ed   lo ca lly .       RE F E R E NC E S     [1 ]   M.   Ak o u r ,   H.   Alsg h a ier ,   a n d   O.   Al   Qa se m ,   " Th e   e ffe c ti v e n e ss   of   u sin g   d e e p   lea rn i n g   a lg o r it h m s   in   p re d icti n g   stu d e n ts   a c h ie v e m e n ts,"   In d o n e si a n   J o u rn a l   of   El e c trica l   E n g in e e rin g   a n d   Co m p u ter   S c ie n c e   (IJ EE CS ) ,   v o l .   1 9 ,   no.   1,   p p .   3 8 7 - 3 9 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jee c s.v 1 9 . i 1 . p p 3 8 8 - 3 9 4 .   [2 ]   B.   Ja b ir,   N.   F a li h ,   a n d   K.   Ra h m a n i,   " Ac c u ra c y   a n d   Eff icie n c y   Co m p a ris o n   of   Ob jec t   De tec ti o n   O p e n - S o u rc e   M o d e ls, "   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l   of   O n li n e   &   Bi o me d ic a l   E n g in e e rin g ,   v o l.   1 7 ,   n o .   5,   p p .   165 - 1 8 4 ,   2 0 2 1 ,     d o i:   1 0 . 3 9 9 1 /i j o e . v 1 7 i 0 5 . 2 1 8 3 3 .     [3 ]   Z.   Ün a l,   " S m a rt   fa rm in g   b e c o m e s   e v e n   sm a rter   with   d e e p   lea r n in g - A   b ib li o g ra p h ica l   a n a ly sis, "   IEE E   Acc e ss ,     v o l.   8,   p p .   1 0 5 5 8 7 - 1 0 5 6 0 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i: 1 0 . 1 1 0 9 /ACCES S . 2 0 2 0 . 3 0 0 0 1 7 5 .     [4 ]   S.   Do n g ,   P.   Wan g ,   a n d   K.   Ab b a s,   "A   su r v e y   on   d e e p   lea rn in g   a n d   its   a p p li c a ti o n s, "   C o mp u ter   S c ien c e   Rev iew ,     v o l.   4 0 ,   p.   1 0 0 3 7 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o sre v . 2 0 2 1 . 1 0 0 3 7 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Dro p o u t,  a   b a s ic  a n d   effec tive  r eg u la r iz a tio n   meth o d   fo r   a   d ee p   lea r n in g   mo d el:   A   c a s s tu d ( B r a h im  J a b ir )   1015   [5 ]   S.   Re h m a n ,   S.   Tu ,   O.   Re h m a n ,   Y.   Hu a n g ,   C.   M a g u ra wa lag e ,   a n d   C. - C.   Ch a n g ,   Op ti m iza ti o n   of   CNN   th r o u g h   No v e l   Train in g   S trate g y   fo r   Visu a l   Clas sifica ti o n   P ro b lem s,”   En tro p y ,   v o l.   2 0 ,   n o .   4,   p.   2 9 0 ,   a v r.   2 0 1 8 ,     d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /e2 0 0 4 0 2 9 0 .     [6 ]   M.   H.   Jo p ri,   A.   R.   Ab d u ll a h ,   J.   T o o ,   T.   S u ti k n o ,   S.   Ni k o lo v sk i ,   a n d   M.   M a n a p ,   " S u p p o rt - v e c to r   m a c h in e   a n d   Na ï v e   Ba y e s   b a se d   d iag n o stic   a n a ly ti c   of   h a rm o n ic   so u rc e   id e n ti fica ti o n , "   In d o n e si a n   J o u rn a l   of   El e c trica l   En g in e e rin g   and   Co m p u ter   S c ie n c e   (IJ EE CS ) ,   v o l.   2 0 ,   no.   1,   p p .   1 - 8,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jee c s.v 2 0 . i 1 . p p 1 - 8.     [7 ]   O.   De n iz,   A.   P e d ra z a ,   N.   Va ll e z ,   J.   S a li d o ,   a n d   G.   Bu e n o ,   Ro b u stn e ss   to   a d v e rsa rial   e x a m p les   can   be   imp ro v e d   with   o v e rfit ti n g ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l   of   M a c h in e   L e a rn i n g   a n d   Cy b e rn e ti c s ,   v o l.   1 1 ,   n o .   4,   pp.   9 3 5 ‑9 4 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 3 0 4 2 - 0 2 0 - 0 1 0 9 7 - 4.     [8 ]   V.   Ko d k i n   a n d   A.   S.   An i k in ,   " Th e   e x p e rime n tal   i d e n ti f ica ti o n   m e th o d   of   t h e   d y n a m ic   e fficie n c y   f o r   fre q u e n c y   re g u latio n   a l g o ri th m s   of   AEDs , "   In ter n a t io n a l   J o u r n a l   of   P o we r   E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   (IJ PE DS ) ,   v o l.   1 2 ,   no.   1,   p p .   59 - 6 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jp e d s.v 1 2 . i1 . p p 5 9 - 6 6 .     [9 ]   T.   Do lec k ,   D.   J.   Lem a y ,   R.   B.   B a sn e t ,   a n d   P.   Ba z e lais,   P re d icti v e   a n a ly ti c s   in   e d u c a ti o n :   a   c o m p a riso n   of   d e e p   lea rn in g   fra m e wo rk s,”   E d u c a t i o n   a n d   I n f o rm a ti o n   T e c h n o lo g ies ,   v o l.   2 5 ,   n o .   3,   p p .   1 9 5 1 1 9 6 3 ,   2 0 2 0 ,     d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 0 6 3 9 - 0 1 9 - 1 0 0 6 8 - 4.     [1 0 ]   B.   P a n g ,   E.   Nij k a m p   a n d   Y.   N.   Wu ,   De e p   lea rn in g   wi th   ten so rflo w:   a   re v iew ,   J o u rn a l   of   E d u c a ti o n a l   a n d   Beh a v io r a l   S ta ti st ics ,   v o l.   45,   n o .   2,   p p .   2 2 7 - 2 4 8 ,   2 0 2 0 ,   1 0 . 3 1 0 2 /1 0 7 6 9 9 8 6 1 9 8 7 2 7 6 1 .     [1 1 ]   A.   F a rk a s,   G.   Ke r tes z   a n d   R.   Lo v a s,   P a ra ll e l   a n d   Distr ib u ted   Trai n in g   of   De e p   Ne u ra l   Ne t wo rk s:   A   b rief   o v e rv iew ,   in   2 0 2 0   IEE E   2 4 t h   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   on   In tel li g e n t   E n g i n e e rin g   S y ste ms   (INE S ) ,   Re y k ja v ík ,   Ic e lan d ,   Ju l y   2 0 2 0 ,   p p .   1 6 5 ‑1 7 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /INES 4 9 3 0 2 . 2 0 2 0 . 9 1 4 7 1 2 3 .     [1 2 ]   D.   C.   Vo g e lsa n g   a n d   B.   J.   Eri c k so n ,   M a g icia n ’s   C o rn e r:   6.   Ten s o rF lo w   a n d   Ten s o rBo a rd ,   R a d i o lo g y :   Arti fi c i a l   In telli g e n c e ,   v o l.   2,   no.   3,   p.   e 2 0 0 0 1 2 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 8 /r y a i . 2 0 2 0 2 0 0 0 1 2 .     [1 3 ]   A.   A.   Oju g o   a n d   R.   E.   Y o ro ,   " F o rg i n g   a   d e e p   lea rn in g   n e u ra l   n e two rk   in tr u sio n   d e tec ti o n   fra m e wo rk   to   c u rb   th e   d istri b u ted   d e n ial   of   se rv ice   a tt a c k , "   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l   of   El e c trica l   a n d   C o mp u ter   E n g in e e rin g   (IJ ECE ) ,     v o l.   1 1 ,   n o .   2,   p p .   1 4 9 8 - 1 5 0 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e c e . v 1 1 i2 . p p 1 4 9 8 - 1 5 0 9 .     [1 4 ]   B.   Ja b ir   a n d   N.   F a li h ,   " Di g it a l   a g ricu l tu re   in   M o r o c c o ,   o p p o rtu n it ies   a n d   c h a ll e n g e s,"   in   2 0 2 0   IEE E   6 th   In ter n a t io n a l   C o n fer e n c e   on   Op ti miza ti o n   a n d   A p p l ica ti o n s   (ICOA) .   IE EE ,   2 0 2 0 .   p p .   1 - 5,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICOA4 9 4 2 1 . 2 0 2 0 . 9 0 9 4 4 5 0 .     [1 5 ]   B.   Ja b ir,   N.   S .   F a li h ,   a n d   A.  Tan n o u c h e ,   “A   S trate g ic   An a l y ti c s   Us in g   Co n v o lu ti o n a l   Ne u ra l   Ne two rk s   f o r   Wee d   Id e n ti fica ti o n   in   S u g a r   Be e t   F ield s,"   AGRI S   on - li n e   P a p e rs   in   Eco n o mic s   a n d   I n fo rm a ti c s ,   v o l.   1 3 ,   n o .   1,   pp.   49 - 5 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 7 1 6 0 /a o l. 2 0 2 1 . 1 3 0 1 0 4   [1 6 ]   R.   P o o jary ,   R.   Ra in a ,   a n d   A.   Ku m a r   M o n d a l,   " Eff e c t   of   d a ta - a u g m e n tatio n   on   fi n e - tu n e d   CNN   m o d e l   p e rfo rm a n c e , "   IAE S   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   of   Arti fi c ia l   I n telli g e n c e   (IJ AI) ,   v o l.   1 0 ,   n.   1,   p p .   84 - 92,   2 0 2 1 ,     d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij a i. v 1 0 . i1 . p p 8 4 - 92.     [1 7 ]   Q.   Xu ,   M.   Zh a n g ,   Z.   Gu ,   a n d   G.   P a n ,   Ov e rfit ti n g   re m e d y   by   s p a rsify in g   re g u lariz a ti o n   on   f u ll y - c o n n e c ted   lay e rs   of   CNN s,”   Ne u ro c o mp u ti n g ,   v o l.   3 2 8 ,   p p .   6 9 7 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . n e u c o m . 2 0 1 8 . 0 3 . 0 8 0 .     [1 8 ]   G.   F a ti m a   a n d   S.   S a e e d ,   "A   No v e l   Weig h ted   E n se m b le   M e th o d   to   Ov e rc o m e   th e   Im p a c t   of   Un d e r - fi tt in g   a n d   Ov e r - fit ti n g   on   th e   Clas sifica ti o n   Ac c u ra c y   of   t h e   Im b a lan c e d   Da ta   S e ts,"   P a k ista n   J o u rn a o S ta ti st ics   a n d   Op e ra t io n   Res e a rc h ,   v o l.   17,   n o .   2,   pp.   4 8 3 4 9 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 8 1 8 7 /p jso r. v 1 7 i2 . 3 6 4 0 .     [1 9 ]   C.   G a rb in ,   X.   Z h u ,   a n d   O.   M a rq u e s,   " Dro p o u t   v s.   b a tch   n o rm a li z a ti o n :   an   e m p iri c a l   stu d y   of   th e ir   imp a c t   to   d e e p   lea rn in g , "   M u lt ime d ia   T o o ls   a n d   Ap p li c a t io n s ,   v o l.   7 9 ,   n o .   1 9 2 0 ,   p p .   1 2 7 7 7 1 2 8 1 5 ,   2 0 2 0 ,     d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 0 4 2 - 0 1 9 - 0 8 4 5 3 - 9.     [2 0 ]   Y.   S a k a i,   B.   U.   P e d r o n i ,   S.   J o sh i,   S.   Ta n a b e ,   A.   A k in i n ,   a n d   G.   Ca u we n b e rg h s,   " Dro p o u t   a n d   Dr o p Co n n e c t   f o r   Re li a b le   Ne u ro m o r p h ic   In fe re n c e   Un d e r   Co m m u n ica ti o n   C o n stra i n ts   in   Ne two r k   Co n n e c ti v i ty , "   in   IEE E   J o u rn a l   on   Eme rg i n g   a n d   S e lec ted   T o p ics   in   Circ u it s   a n d   S y ste ms ,   v o l.   9,   no.   4,   p p .   6 5 8 - 6 6 7 ,   De c .   2 0 1 9 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JET CAS. 2 0 1 9 . 2 9 5 2 6 4 2 .     [2 1 ]   X.   Jia n g ,   M.   Lu ,   a n d   S.   H.   Wa n g ,   An   e i g h t - la y e r   c o n v o lu ti o n a l   n e u ra l   n e two r k   wit h   st o c h a sti c   p o o li n g ,   b a tch   n o rm a li z a ti o n   a n d   Dro p o u t   f o r   fin g e rsp e ll in g   re c o g n it io n   of   Ch in e se   sig n   lan g u a g e ,   M u lt i me d ia   T o o ls   a n d   Ap p li c a ti o n s ,   v o l .   7 9 ,   n o .   2 1 ,   p p .   1 5 6 9 7 - 1 5 7 1 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i   :   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 0 4 2 - 0 1 9 - 0 8 3 4 5 - y .     [2 2 ]   Q.   Zh e n g ,   M.   Ya n g ,   J.   Ya n g ,   Q.   Zh a n g ,   a n d   X.   Z h a n g ,   " Im p ro v e m e n t   of   G e n e ra li z a ti o n   Ab i li ty   of   De e p   CNN   v ia   Im p li c it   Re g u lariz a ti o n   in   Two - S tag e   Train i n g   P r o c e ss , "   in   I EE E   Acc e ss ,   v o l.   6,   p p .   1 5 8 4 4 - 1 5 8 6 9 ,   2 0 1 8 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACCES S . 2 0 1 8 . 2 8 1 0 8 4 9 .     [2 3 ]   X.   Xia o ,   M.   Ya n ,   S.   Ba so d i,   C.   Ji ,   a n d   Y.   P a n ,   " Eff icie n t   h y p e r p a ra m e ter   o p ti m iza ti o n   in   d e e p   le a rn in g   u si n g   a   v a riab le   len g th   g e n e ti c   a l g o rit h m , "   a rXiv   p re p ri n t   a rXiv :   2 0 0 6 . 1 2 7 0 3 ,   2 0 2 0 .     [2 4 ]   I.   Nu r h a id a ,   V.   A y u m i,   D.   F it ria n a h ,   R.   A.   M.   Zen ,   H.   No p risso n ,   a n d   H.   Wei ,   Im p lem e n tatio n   of   d e e p   n e u ra l   n e two rk s   (DN N)   with   b a tch   n o r m a li z a ti o n   fo r   b a ti k   p a tt e rn   re c o g n it i o n ,   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   of   El e c trica l   a n d   Co mp u ter   E n g in e e rin g   (IJ ECE ) ,   v o l.   1 0 ,   no .   2,   p.   2 0 4 5 ,   a v r .   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e c e . v 1 0 i2 . p p 2 0 4 5 - 2 0 5 3 .     [ 2 5 ]   P.   D i l e e p ,   D.   D a s   a n d   P.   K.   B o r a ,   " D e n s e   L a y e r   D r o p o u t   B a s e d   C N N   A r c h i t e c t u r e   f o r   A u t o m a t i c   M o d u l a t i o n   C l a s s if i c a t i o n , "   2020   N a t i o n a l   C o n f e r e n c e   on   C o m m u n i c a t i o n s   (NCC) ,   2 0 2 0 ,   pp.   1 - 5,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N C C 4 8 6 4 3 . 2 0 2 0 . 9 0 5 5 9 8 9 .     [2 6 ]   N.   S riv a sta v a ,   G.   Hin t o n ,   A.   Kri z h e v sk y ,   I.   S u tsk e v e r ,   a n d   R.   S a lak h u td i n o v ,   " Dr o p o u t :   a   sim p le   wa y   to   p re v e n t   n e u ra l   n e tw o rk s   fr o m   o v e rfit ti n g , "   T h e   J o u rn a o M a c h in e   L e a rn i n g   Res e a rc h ,   v o l.   1 5 ,   n o .   1,   p p .   1 9 2 9 - 1 9 5 8 ,   2 0 1 4 .     [2 7 ]   P.   L u ,   B.   S o n g ,   a n d   L.   X u ,   " H u m a n   fa c e   re c o g n it i o n   b a se d   on   c o n v o l u ti o n a l   n e u ra l   n e tw o rk   a n d   a u g m e n te d   d a tas e t, "   S y ste ms   S c ien c e   &   Co n tr o l   E n g i n e e rin g ,   v o l .   9,   n o .   s u p 2 ,   p p .   2 9 3 7 ,   M a y   2 0 2 1 ,     d o i:   1 0 . 1 0 8 0 /2 1 6 4 2 5 8 3 . 2 0 2 0 . 1 8 3 6 5 2 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 1 0 0 9   -   1 0 1 6   1016   [2 8 ]   Ò.   Lo re n te,   I.   Riera   a n d   A.   Ra n a ,   " Im a g e   Clas sifica ti o n   wi th   Clas sic   a n d   De e p   Lea rn i n g   Tec h n i q u e s,"   Co mp u ter   Vi sio n   a n d   P a tt e rn   Rec o g n it i o n ,   2 0 2 1 ,   a rXiv   p re p ri n t   a rXiv :2 1 0 5 . 0 4 8 9 5 ,   2 0 2 1 .     [2 9 ]   X.   Li a n g   a n d   J.   Xu ,   " Bias e d   Re LU   n e u ra l   n e two r k s,"   Ne u ro c o mp u ti n g ,   v o l .   4 2 3 ,   p p .   7 1 ‑7 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j. n e u c o m . 2 0 2 0 . 0 9 . 0 5 0 .     [3 0 ]   S. - C.   Kim ,   P.   Ra y ,   a n d   S.   R.   S a lk u ti ,   Isla n d i n g   d e tec ti o n   in   a   d istri b u ti o n   n e two r k   wit h   d istri b u ted   g e n e ra to rs   u sin g   sig n a l   p r o c e ss in g   tec h n iq u e s,”   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l   of   Po we r   El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   (IJ PE DS ) ,     v o l.   1 1 ,   no .   4,   p p .   2 0 9 9 - 2 1 0 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij p e d s . v 1 1 . i 4 . p p 2 0 9 9 - 2 1 0 6 .     [3 1 ]   A.   c z ,   D.   Ba ju sz ,   a n d   K.   H é b e rg e r,   " Eff e c t   of   Da tas e t   S iz e   a n d   Trai n /T e st   S p li t   Ra ti o s   in   QSAR/QS P R   M u lt icla ss   Clas sifica ti o n , "   M o lec u les ,   v o l.   2 6 ,   n o .   4,   p.   1 1 1 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 /mo lec u les 2 6 0 4 1 1 1 1 .     [3 2 ]   C.   M o o d ley ,   B.   S e p h to n ,   V.   Ro d ríg u e z - F a jard o ,   a n d   A.   F o rb e s,   " De e p   lea rn in g   e a rly   sto p p i n g   f o r   non - d e g e n e ra te   g h o st   ima g in g , "   S c ien ti fi c   Rep o rt s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1,   p.   8 5 6 1 ,   c .   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 3 8 /s 4 1 5 9 8 - 0 2 1 - 8 8 1 9 7 - 5.     [3 3 ]   S.   S h re sth a ,   A.   Alsa d o o n ,   P.   W.   C.   P ra sa d ,   I.   S e h e r ,   a n d   O.   H.   Al sa d o o n ,   “A   n o v e l   s o lu t io n   of   u sin g   d e e p   lea rn i n g   fo r   p r o sta te   c a n c e r   se g m e n tati o n :   e n h a n c e d   b a tch   n o rm a li z a ti o n ,   M u lt ime d   T o o ls   A p p l ,   v o l.   8 0 ,   no .   1 4 ,     pp.   2 1 2 9 3 ‑2 1 3 1 3 ,   Ju n y   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 0 4 2 - 0 2 1 - 1 0 7 7 9 - 2.     [3 4 ]   R.   L.   Ku m a r,   J.   Ka k a rla,   B.   V.   Isu n u ri ,   a n d   M.   S i n g h ,   M u lt i - c las s   b ra in   tu m o r   c las sifica ti o n   u sin g   re si d u a l   n e two rk   a n d   g lo b a l   a v e ra g e   p o o li n g ,   M u l ti me d   T o o ls   A p p l ,   v o l.   8 0 ,   no .   9,   p p .   1 3 4 2 9 1 3 4 3 8 ,   a v r.   2 0 2 1 ,     d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 0 4 2 - 0 2 0 - 1 0 3 3 5 - 4.         B I O G RAP H I E S   OF   AUTH O RS       Br a h im   J a b ir   wa s   b o r n   in   Az il a l,   M o r o c c o   in   M a y   1,   1 9 9 0 .   He   re c e iv e d   h is   M a ste r   d e g re e   in   2 0 1 5   in   c o m p u ter   e n g in e e rin g   a n d   sy ste m s   at   t h e   S u lt a n   M o u la y   S l ima n e   Un i v e rsity   in   Be n i   M e ll a l,   M o r o c c o .   Cu r re n tl y ,   He   is   a   P h . D.   stu d e n t   in   th e   F a c u lt y   of   S c ien c e s   a n d   Tec h n ics   of   t h e   sa m e   Un iv e rsity   a n d   he   is   w o rk i n g   as   a   tea c h e r   of   c o m p u ter   sc ien c e   in   th e   re g i o n a l   c e n ters   of   e d u c a ti o n   a n d   train i n g   p ro fe ss io n s   in   Be n i   M e ll a l,   M o ro c c o .   His   re se a r c h   in tere sts   a re   Dig it a l   Ag ricu lt u re ,   De e p   lea rn i n g ,   S trate g ic   An a ly t ics   a n d   I n fo rm a ti o n   S y ste m s.           No u r e d d in e   Fa li h   wa s   b o r n   in   Ra b a t,   M o r o c c o   in   1 9 7 7 .   He   re c e iv e d   h is   P h D   on   C o m p u ter   S c ien c e s   fro m   F a c u lt y   of   S c ien c e s   a n d   Tec h n o lo g ies   of   M o h a m m e d ia,   M o r o c c o   in   2 0 1 3 .   He   is   an   a ss o c iate   p r o fe ss o r   in   P o ly d is c ip li n a ry   F a c u l ty   of   S u lt a n   M o u l a y   S l ima n e   Un i v e rsity   at   Be n i   M e ll a l,   M o ro c c o   si n c e   2 0 1 4 .   He   h a s   18   y e a rs   of   p ro fe ss io n a l   e x p e rien c e   in   se v e ra l   re n o w n e d   c o m p a n ies .   His   re se a rc h   in tere sts   a re   In fo rm a ti o n   S y ste m   G o v e rn a n c e ,   Bu sin e ss   I n telli g e n c e ,   Big   Da ta   An a ly t ics   a n d   Di g it a l   A g ricu lt u re .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.